Известные углеводы. Полезные факты о роли углеводов в организме человека. Для чего нужны углеводы нашему организму
И снова здравствуйте, дорогие посетители портала о здоровье «сайт». Продолжаем рубрику , и сегодня речь пойдет об углеводах. В этой статье Вы узнаете о том, что такое углеводы, какие бывают виды углеводов, а также какую роль они играют в человеческом организме.
Углеводы — что это такое?
В статье про мы уже упоминали об углеводах, как о макронутриентах , которые являются наиболее важным источником энергии для жизнедеятельности клеток нашего тела. Да и, вообще, если взять рацион среднестатистического человека, то именно углеводы занимают большую часть его рациона.
— это целый класс химических соединений, которые относятся к органическим и имеют общую структурную формулу Сm (H2O) n, где значения «m» и «n» всегда должны быть больше «трех» .
Иными словами, в молекуле углеводов на каждый атом углерода приходится молекула воды. Например, формула глюкозы будет выглядеть так: C6H12O6 .
В природе углеводы встречаются фактически во всех видов организмов:
- растительных
- животных
- бактериях
- грибах
Если отдельно рассматривать растительные организмы, то в них на углеводы приходится 80-90 процентов из расчета на сухое вещество клетки, то есть, у растений углеводы являются одним из основных структурных материалов. В животных организмах цифра будет гораздо ниже — от 1 до 5 процентов. Ну и в микроорганизмах, соответственно, на углеводы приходится примерно 12-30 процентов.
Термин "углеводы" для данного класса органических веществ предложил известный отечественный ученый немецко-балтийского происхождения Карл Шмидт в 1844 году.
Виды углеводов
В зависимости от молекулярной сложности углевода или, если быть точнее, от количества структурных единиц (сахаридов) различают 3 класса углеводов:
- Моносахариды
- Олигосахариды
- Полисахариды
1. Моносахариды
Моносахаридами называют простые углеводы, которые содержат всего одну структурную единицу. Моносахариды также часто называют «простыми сахарами».
По сути моносахариды представляют собой кристаллические вещества, которые неплохо растворяются в воде, а если их попробовать на вкус, то они окажутся очень даже сладкими!
К важнейшим представителям моносахаридов относятся:
- Пентозы . К ним относятся: рибоза — моносахарид, который входит в состав нуклеоновых кислот РНК, а также в состав молекул АТФ. Дезоксирибоза — входит в состав молекулы ДНК
- Гексозы . Одним из наиболее распространенных представителей является простой сахар — глюкоза . Именно глюкоза является основным энергетическим субстратом для клеток нашего тела, а также основным мономером главного эндогенного углеводного резерва — гликогена .
- Галактоза — простой углевод, который входит в состав лактозы — углевода, который по своей природе является дисахаридом и содержится в молочных продуктах.
- Фруктоза . Также, как и глюкоза, фруктоза встречается как в свободном, так и связанном виде. На вкус фруктоза примерно в полтора раза слаще сахарозы и примерно в два с половиной раза слаще глюкозы. Именно поэтому фруктозу часто добавляют в различные диетические продукты, так как она, в сравнении с другими моносахаридами, дает такую же сладость при меньшем количестве, что позволяет снизить общую калорийность продукта. Помимо этого фруктоза лучше, чем глюкоза и сахароза растворяется в воде.
2. Олигосахариды
По сути олигосахариды являются сахароподобными веществами, особенностью которых является относительно небольшая молекулярная масса, а также неплохая растворимость в воде. Как правило, олигосахариды сладки на вкус.
Число структурных единиц, входящих в состав олигосахаридов составляет от «2» до «10» сахаридов .
Самые распространенные из них — дисахариды (две структурные единицы). К ним относятся прежде всего:
- Мальтоза — его еще называют «солодовый сахар». Очень много мальтозы содержится в представителях зерновых культур.
- Лактоза (глюкоза плюс галактоза) - дисахарид, который содержится в молоке
- Сахароза (глюкоза плюс фруктоза) - содержится в огромном количестве растений, но особо много ее в таких растениях, как сахарный тростник и сахарная свекла.
3. Полисахариды
Полисахариды представляют собой сложные высокомолекулярные вещества, которые состоят из более, чем 10 остатков моносахаридов.
Количество структурных единиц, входящих в состав моносахаридов может составлять сотни и даже тысячи моносахаридов. Давайте рассмотрим важнейшие из полисахаридов:
- Крахмал — строится из остатков глюкозы, является основным сложным углеводом у растений. В человеческом теле крахмал очень даже неплохо усваивается.
- Гликоген — сложный углевод животного происхождения. Его еще часто называют «животным крахмалом». Он также состоит из остатков глюкозы, как и крахмал, только его цепь более разветвленная, чем у крахмала. Гликоген является главным внутреннем «депо» глюкозы для человека. Значительная его часть откладывается в наших мышцах и в печени, а также в других органах.
- Целлюлоза (клетчатка) — представляет собой сложный линейный полисахарид. В отличие от крахмала и гликогена остатки глюкозы в молекуле целлюлозы соединены немного иначе. Данный полисахарид является структурным компонентом клеточных стенок растений. В организме человека клетчатка не переваривается, зато невероятно полезна для кишечника.
- Хитин — азотсодержащее вещество, которое входит в состав панцирей многих членистоногих, а также входит в состав клеточных стенок бактериальных организмов и грибов.
Роль углеводов в организме человека
Углеводы, как правило, обеспечивают до 50-80 процентов потребности организма в энергии . При окислении одного грамма глюкозы выделяется 17,6 килоджоулей энергии, что эквивалентно 4,1 килокалориям .
Помимо покрытия текущих энергетических затрат клеток нашего тела, углеводы также выполняют запасающую функцию . В человеческом теле глюкоза, образованная в процессе гидролиза углеводов, принимаемых с пищей, откладывается на запас в виде сложного полисахарида — гликогена . У растений глюкоза депонируется в виде растительного полисахарида — крахмала, а у грибов — также, как и у нас, в виде гликогена.
Некоторые клетки нашего организма используют глюкозу в качестве главного энергетического материала (например, мозг). Когда таким клеткам нужна энергия, а человек давно не ел углеводов с пищей, происходит следующее: гликоген, хранящийся в печени, отдает свою глюкозу в кровь, тем самым, повышая сахар в крови.
Некоторые сложные углеводистые соединения выполняют защитную функцию . Например, такое вещество, как гепарин, участвует в предотвращении свертываемости крови.
В организме грибов, растений и микроорганизмов углеводы также выполняют структурную функцию — то есть, являются стройматериалом для их клеток. У людей же улеводы особо не являются строительным материалом. Разве что некоторые углеводы входят в состав нуклеиновых кислот (рибоза — РНК, дезоксирибоза — ДНК) и других веществ.
Также огромную роль для работы желудочно-кишечного тракта играют неперевариваемые углеводы — клетчатка. Про клетчатку я, вообще, напишу отдельную статью в ближайшее время.
В этой статье мы вкратце рассмотрели углеводы и их роль в человеческом организме. В следующем выпуске я расскажу Вам про такой важный показатель пищевой ценности углеводов, как гликемический индекс .
Ни для кого не секрет, что любую, даже самую гастрономически изощренную и экзотическую пищу можно разложить на составные элементы, общее название которых макронутриенты. Список их весьма короток и общеизвестен:
- белки;
- жиры;
- углеводы.
Кроме того, каждый продукт в разных пропорциях содержит воду, витамины и микроэлементы. Именно в таком разобранном виде пища усваивается организмом. Каждый прием еды, в зависимости от процентного состава макронутриентов, по-разному влияет на самочувствие человека. Все дело в том, что каждый "кирпичик" имеет свою функцию и служит разным целям. В данной статье будут более подробно рассмотрены углеводы и их функции.
Нередко продукты с высокой энергетической ценностью ассоциируются с калориями. В последнее время модно исключать из диеты углеводосодержащие продукты, так как считается, что таким образом сокращается прием калорий. Доля правды в таком подходе, конечно, есть. Особенно, если вы профессиональный спортсмен. Однако, обо всем по порядку.
Науке известны два их вида: моносахариды и дисахариды. Среди моносахаридов наиболее распространенные и встречающиеся в свободном виде в природе - глюкоза и фруктоза. Они содержатся в свежевыжатых соках, фруктах. Цепочка моносахаридов, как можно судить из названия - самая простая, что способствует их быстрому усвоению организмом. Формула дисахаридов (сахароза, мальтоза, лактоза) - цепочка остатков из нескольких моносахаридов. Дисахариды содержатся в молочных продуктах (лактоза), (сахароза) и в некоторых злаковых (мальтоза).
Иное их название -полисахариды, они состоят из нескольких тысяч остатков моносахаридов, то есть имеют длинную и ветвистую цепь из более простых углеводов. Самыми известными представителями этой группы являются пектин, целлюлоза, крахмал и гликоген. Углеводы этой группы в изначальном виде организмом не усваиваются. Расщепление их до простых и легкоусвояемых форм требует значительных затрат энергии. Некоторые виды (клетчатка) не усваиваются вовсе. Это помогает использовать их в качестве стимулятора активности ЖКТ и его очищения от шлаков. Кроме того, гликоген, например, является строительным материалом для организма (печень, мышцы).
После того, как мы выяснили, что такое углеводы, имеет смысл вернуться к вопросу их полезности для организма. Очевидно, что сложные их формы полезны и даже необходимы для правильной работы организма в связи с тем, что они выполняют строительную и питательную функцию.
В силу того, что полисахариды расщепляются с большим потреблением энергии и усваиваются медленнее, они практически не откладываются в виде жира, т.к. попросту не успевают. Моносахариды, наоборот, усваиваясь гораздо быстрее и поступая прямиком в кровь, вызывают так называемый "углеводный скачок", то есть резко повышают энергию. А их избыточное употребление, в случае отсутствия высоких энергозатрат, ведет к переработке углеводов и их накоплению в виде жира.
О том, что такое углеводы, необходимо знать для построения правильного питания. Употребление сложных и простых форм обязательно для организма, в противном случае процессы (в том числе умственные) замедляются, наступает вялость и апатия.
Про углеводы часто вспоминают с содроганием, считая, что они являются причиной лишнего веса и различных заболеваний. Если не злоупотреблять ими, ничего подобного не случится. Наоборот, роль углеводов в организме человека заключается в том, чтобы обеспечить его необходимой подзарядкой. Человек, не получающий их в достаточном количестве, выглядит болезненно и устало.
Что собой представляют углеводы для человека?
Углеводами принято называть соединения, образованные атомами углерода, кислорода и водорода. К ним относят крахмалосодержащие и сахаристые вещества. Каждый из них выполняет свою функцию. Ведь в их молекулах присутствуют разные элементы. Принято также классифицировать углеводы как:
- простые, к которым относятся моносахариды и дисахариды;
- сложные, в составе которых присутствуют полисахариды.
В первую группу входят:
- глюкоза;
- фруктоза;
- галактоза;
- лактоза;
- сахароза;
- мальтоза.
Их сладкий вкус в продуктах невозможно не заметить. Они стремительно растворяются в воде. Человеку эти вещества способны быстро дать энергию, т. к. усваиваются легко.
Во второй группе находятся крахмал, клетчатка, гликоген и пектин.
Функция в организме людей
Поступая в организм человека в основном из растительной пищи, углеводы не только позволяют высвободить из неё энергию. Их значение огромно! Существуют и другие немаловажные функции, которые выполняют углеводы организме человека:
- Очистка желудочно-кишечного тракта. Не все вещества, входящие в продукты питания, полезны для организма человека. Благодаря клетчатке и другим углеводам, происходит самоочищение. В противном случае наступала бы интоксикация индивида.
- Глюкоза позволяет питать ткани головного мозга, сердечной мышцы, участвует в образовании ключевого для работы печени компонента – гликогена.
- Повышение иммунитета и защита организма. Гепарин предотвращает чрезмерную свёртываемость крови, а полисахариды способны наполнить кишечник необходимыми активными веществами для борьбы с инфекциями.
- Строительство тела человека. Без углеводов невозможно появление некоторых видов клеток в организме. Синтез нуклеиновых кислот и клеточной мембраны является ярким примером.
- Регуляция обменных процессов. Углеводы способны ускорять или замедлять окисление.
- Помощь в расщеплении и усвоении белков и жиров, поступающих с пищей. Отметим, что учитывают сочетаемость различных видов углеводов с белками и жирами, чтобы их расщеплять было проще.
Чтобы углеводы помогали, а не вредили организму человека, необходимо употреблять их в ограниченном количестве.
Заболевания, вызванные переизбытком углеводов
Основная проблема, которую может получить человек при злоупотреблении углеводами, – нарушение обмена веществ. Он запускает уже другие нежелательные последствия, в частности:
- уменьшение скорости расщепления питательных веществ;
- нарушение гормонального фона;
- повышение уровня отложения жиров за счёт перехода углеводов в жировые молекулы;
- развитие или прогрессирование сахарного диабета, т. к. истощаются клетки поджелудочной железы, вырабатывающей инсулин.
Повышение уровня глюкозы в составе крови запускает ряд негативных изменений. В частности, увеличивается вероятность склеивания тромбоцитов, что приводит к образованию тромбов. Сами сосуды становятся хрупкими, что обостряет проблемы с сердцем и повышает риск инсульта или инфаркта.
В ротовой полости глюкоза и фруктоза в сочетании с кислотами способны создавать среду для развития патогенной микрофлоры. В итоге разрушается эмаль зубов, развивается кариес, а цвет становится непривлекательным.
Сколько нужно употреблять углеводов?
Для того чтобы сбалансировать собственное питание, рекомендуется придерживаться следующих норм потребления углеводов:
- детям до одного года необходимо давать по 13 г углеводов на 1 кг веса;
- для взрослого человека до 30 лет, не испытывающего сильных физических нагрузок, нужно 300–350 г в сутки этих веществ;
- после 30 лет норма снижается на 50 г;
- для женщин все нормы должны быть на 30–50 г меньше;
- для занимающихся спортом и ведущих активный образ жизни людей допускается превышение нормы на 40–50 г в сутки.
Пищевых волокон или клетчатки должно быть не менее 20 г, чтобы самоочищение кишечника работало хорошо.
Следует помнить, что существует вероятность аллергической реакции на . Поэтому нужно перед включением их в рацион малыша исключить возможность индивидуальной непереносимости. Делать это лучше в утренние часы.
Богатые углеводами продукты не следует употреблять в вечернее время, когда замедляются обменные процессы в организме. К тому же энергия, которую они позволят выделить, останется невостребованной. Это не касается людей, работающих в ночное время или по сменам. Для них нужно составлять индивидуальный режим питания.
Полезно знать, что для некоторых сладких продуктов имеет значение не только объём сахаров в 100 г продукта, но и количество влаги. Вода легко выводится из организма, оставляя в работе моносахариды. Если её в продукте много, то может оказаться, что глюкозы и других сахаров человек получает больше, чем нужно.
Одно яблоко, съеденное в течение дня, которое якобы способно обеспечить нужным количеством клетчатки, не поможет организму. Необходимо до 5 несладких фруктов, чтобы достичь нормального уровня суточного потребления.
Нельзя выбирать только крахмалосодержащие углеводы или моносахара. Для того чтобы обеспечить организм всем необходимым, баланс между ними должен быть примерно 1:1,5 в пользу первых (каш, хлеба и т. д.).
Если не запивать водой или жидкостью продукты, в которых много подобных элементов, то риск их превращения в жиры в случае превышения нормы потребления снижается. Поэтому пить лучше через час после еды.
Свежевыжатые соки стоит употреблять в разбавленном виде, чтобы не давать нагрузку на внутренние системы и одновременно уменьшить калорийность продукта.
Вывод прост: если к употреблению углеводов подойти грамотно, их употребление принесёт организму только пользу!
Углеводы – сложные органические соединения жизненно важные для функционирования организма. Они участвуют в построении клеток суставов и мышц, синтезе ферментов, органических кислот, гормонов, отвечают за кровяное давление и пищеварение. Однако самой главной их функцией является обеспечение правильного обмена веществ. В результате такого обмена выделяется энергия, используемая организмом для жизнедеятельности. Ниже вы найдете информацию, в каких продуктах содержится углеводы, там описаны сложные и простые углеводы. Таблицы разделены на быстрые и медленные и вы легко подберете продукты для своего рациона.
Класс углеводов имеет множество представителей, содержащихся в разнообразных продуктах. Углеводы – это хлеб, сахар, фрукты, овощи, газированные и алкогольные напитки. Не все они одинаково полезны для организма! С чем связано то, что любовь к сладостям, хлебу и газировке приводит к появлению жировых отложений, а брокколи, грейпфрут и перловка насыщают организм энергией без «побочных эффектов»? В каких продуктах углеводы «хорошие», а от каких стоит воздержаться?
Чтобы разобраться во всех тонкостях мира углеводов, важно их правильно классифицировать. Являясь органическими веществами, углеводы способны выстраиваться в очень большие молекулы. Чем больше молекула вещества, тем дольше она расщепляется на простые составляющие в результате метаболизма, тем равномернее выделяется энергии. В зависимости от скорости распада углеводы классифицируют на:
- Простые или легкоусвояемые, имеющие не более 12 атомов углеводов в молекуле (глюкоза, галактоза, фруктоза, арабиноза, сахароза, мальтоза, лактоза). Они легко расщепляются, быстро попадают в кровь и одномоментно повышают уровень глюкозы в ней. Нерастраченная для выделения энергии глюкоза «нейтрализуется» специальным гормоном инсулином, который отвечает и за накопление жировых запасов в организме.
- Сложные (крахмал, клетчатка, пектины, гликоген) имеют период расщепления в несколько часов, уровень глюкозы в крови растет постепенно.
Большая часть углеводов, поступающих в организм, должна относиться к группе сложных углеводов. Простые углеводы незаменимы тогда, когда нужно быстро восстановить силы, например, после активной физической или умственной нагрузки. В других случаях резкие колебания уровня глюкозы в крови вредны для работы сердца, мышц, способствуют накоплению жировых запасов.
Самыми яркими представителями простых углеводов являются торты, пирожные, белый хлеб, гренки, пирожки, булочки, картофельные чипсы. Среди сложных углеводов нельзя не выделить свежую зелень (петрушку, листья салата, базилик), все разновидности капусты, цитрусовые, клетчатку, смородину.
Для практического удобства применения знаний о простых и сложных углеводах учеными введено понятие «гликемический индекс».
Гликемический индекс
Гликемический индекс (ГИ) – специальный показатель, отражающий влияние съеденного продукта на изменение уровня сахара в крови. ГИ глюкозы принят за 100, всем другим продуктам, богатым углеводами присвоен свой гликемический индекс, который сравнивается с ГИ глюкозы и отражает скорость расщепления и усвоения углеводов организмом.
Понятие «гликемический индекс» было введено в 80-х гг. 20 столетия в результате уникального научного исследования. Целью этого эксперимента было создание списка продуктов, идеальных для больных сахарным диабетом, ведь им особенно важно контролировать уровень глюкозы в своей крови.
Сегодня практически все продукты питания оценены с точки зрения гликемического индекса, поэтому простым обывателям несложно выстроить свой углеводный рацион. Продукты с высоким гликемическим уровнем (более 70) – это простые углеводы, с низким ГИ – сложные. Чем ниже ГИ, тем медленнее происходит расщепление углеводов, тем лучше они выполняют свои функции без осложнений для здоровья и тем больше их следует включать в свой рацион.
Продукты, содержащие медленные углеводы
Продукт | Гликемический индекс | |
Соевая мука | 15 | 21 |
Перловая каша | 22 | 22 |
Клетчатка | 30 | 14 |
Макароны из твердых сортов пшеницы | 50 | 27 |
Ячневая каша | 50 | 20 |
Гречневая каша | 50 | 29 |
Пельмени, вареники с творожной начинкой | 60 | 37 |
Овсяная каша | 66 | 9 |
Хлеб ржано-пшеничный | 65 | 42 |
Пшенная каша | 69 | 26 |
Блины | 69 | 34 |
Овощи, зелень | ||
Петрушка, базилик | 5 | 8 |
Листовой салат | 10 | 2 |
Помидор | 10 | 4 |
Репчатый сырой лук | 10 | 10 |
Брокколи, свежая капуста | 10 | 4 |
Перец | 10-15 | 5,5 |
Укроп | 15 | 4 |
Шпинат | 15 | 2 |
Лук-порей | 15 | 6,5 |
Спаржа | 15 | 3 |
Редис | 15 | 3 |
Брюссельская капуста | 15 | 6 |
Огурцы | 20 | 2 |
Маслины | 15 | 9 |
Фрукты, ягоды | ||
Черная смородина | 15 | 7 |
Лимон | 20 | 3 |
Абрикосы | 20 | 9 |
Грейпфрут | 22 | 6,5 |
Сливы | 22 | 10 |
Вишня | 22 | 10 |
Черешня | 22 | 11 |
Земляника | 25 | 6 |
Алыча | 25 | 6 |
Ежевика | 25 | 4 |
Яблоки, персики | 30 | 10 |
Облепиха | 30 | 5 |
Красная смородина | 30 | 7 |
Клубника | 32 | 6 |
Груши | 34 | 9 |
Апельсины | 35 | 8 |
Мандарины | 40 | 8 |
Виноград | 40 | 16 |
Крыжовник | 40 | 9 |
Клюква | 45 | 4 |
Хурма | 55 | 13 |
Бананы | 60 | 21 |
Ананас | 66 | 12 |
Сухофрукты | ||
Чернослив | 25 | 60 |
Курага | 30 | 55 |
Инжир | 35 | 58 |
Изюм | 65 | 66 |
Бобовые | ||
Чечевица | 25 | 20 |
Зеленый горошек | 40 | 13 |
Семечки, орехи | ||
Семечки подсолнуха | 8 | |
Миндаль | 15 | 11 |
Грецкие орехи | 15 | 12 |
Кешью, фундук, арахис | 15 | 15 |
Продукты, содержащие быстрые углеводы
Продукт | Гликемический индекс | Количество углеводов на 100 г продукта |
Зерновые продукты и мучные изделия | ||
Сухари | 74 | 72 |
Крекеры, мюсли | 80 | 67 |
Вафли | 80 | 62 |
Хлеб из муки высшего сорта | 80 | 49 |
Кукурузные хлопья | 85 | 80 |
Макароны высший сорт | 85 | 70 |
Булочки | 85-95 | 55-59 |
Торты, печенья, батон, бублики, гренки | 90-100 | 57-70 |
Овощи, зелень | ||
Отварная кукуруза | 70 | 23 |
Тыква запеченная | 75 | 4 |
Картофельные чипсы | 85 | 50 |
Картофельное пюре | 90 | 14 |
Картофель жареный, фри | 95 | 22 |
Фрукты, ягоды | ||
Арбуз | 72 | 9 |
Сухофрукты | ||
Финики | 70 | 69 |
Простые и сложные углеводы
Для построения индивидуальной схемы питания с грамотным балансом углеводов следует учесть следующее:
- Чем выше физическая активность человека, тем в большем количестве энергии, а, следовательно, и в количестве поступающих с продуктами углеводов он нуждается. Так, людям, ведущим малоактивный образ жизни достаточно 250–300 г углеводов в сутки, для любителей подвижного образа жизни – 400–500 г, спортсменам нужно употреблять около 500–600 г углеводов в сутки.
- Важно сбалансировать потребление простых и сложных углеводов, это также зависит от образа жизни. Так, специалисты рекомендуют среднестатистическому человеку употреблять сложных углеводов в количестве 65% от среднесуточной углеводной нормы. При малоподвижном образе медленных углеводов нужно употреблять не менее 75-80% от суточной нормы. При активных физических нагрузках увеличивать потребление простых углеводов не нужно – важно правильно выбрать время их употребления.
- Идеальное время употребления простых углеводов для быстрой помощи организму – 3–4 ч после тренировки и за 2-3 часа до начала стрессовых всплесков (соревнования, важные переговоры) или умственных нагрузок (обучение, экзамены).
- При составлении меню обращайте внимание на количественный показатель гликемического индекса, петрушка (ГИ = 5) и ананас (ГИ = 66) находятся в одной таблице медленных углеводов, но очевидно с чем стоит быть осторожнее.
- Не злоупотребляйте орехами и семечками – у них низкий ГИ, но много жиров.
Неоднозначность поведения углеводов – подтверждение известной поговорки «всё хорошо – в меру». С одной стороны, без углеводов у организма не будет энергии для жизнедеятельности, с другой стороны – избыток глюкозы приводит к появлению проблем с кровяным давлением и ожирением. Грамотное углеводное питание – это баланс между потребляемыми сложными и простыми углеводами. Составляйте своё меню правильно, это залог здоровья организма!